基于WOS數據庫國際桉樹木材研究（2011—2020）文獻計量分析

盧翠香，劉 媛，蔣匯川，梁星星

（1．廣西優良用材林資源培育重點實驗室 廣西壯族自治區林業科學研究院，廣西南寧 530002；2．農業農村部橡膠樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室 中國熱帶農業科學院橡膠研究所，海南海口 571101）

桉樹（Eucalyptusspp．）是桃金娘科（Myrtaceae）杯果木屬（AngophoraCav．）、傘房屬（CorymbiaK． D．Hill& L．A．S．Johnson）和桉屬（EucalyptusL’Herit．）樹種的統稱[1]。桉樹原產于澳大利亞、巴布亞新幾內亞、印度尼西亞和菲律賓等國家，已被全球95 個國家引種栽培[2]。桉樹已成為全球熱帶地區最主要的造林樹種，是世界上栽培范圍最廣的人工林樹種[3]。目前，全球桉樹種植總面積超2 275 萬hm2，桉樹人工林面積占世界桉樹人工林面積比例最大的國家是巴西、中國和印度，分別為22%、20%和17%[2]。按照桉樹人工林平均生長量32 m3·hm-2·a-1估算[4]，全球桉樹人工林的年生長量可達8 億m3，每年由桉樹提供的木材約2．4 億m3，桉樹已成為全球重要的木材資源。世界各國出產的桉樹木材是制漿造紙和人造板（膠合板、纖維板和刨花板）的主要原料[4-5]，也是優質的可再生生物質能源[4]。桉樹產業的快速發展，對維護世界木材安全、促進國民經濟發展及發揮生態防護作用等起到非常重要的作用[5]。

文獻計量學作為一個專業術語，由Pritchard 在1969年提出[6]，是科學計量學的一個概念，僅限于對出版物及其屬性的分析。文獻計量學可定量分析學科發展趨勢、文獻量變規律及文獻情報科學管理等[7]。隨著文獻計量學的迅速發展，其理論知識、研究方法和研究手段都越來越完善[8]。

Citespace 是美國德雷賽爾大學陳超美教授開發的一款科學文獻分析工具，是一款著眼于分析科學文獻中蘊含的潛在知識，并在科學計量學、數據和信息可視化背景下逐漸發展起來的多元、分時、動態的引文可視化分析軟件。隨著Citespace 的不斷更新，它不僅能挖掘引文空間的知識聚類和分布，還能提供其他知識單元間的共現分析，如作者、機構及國家/地區的合作等[9]。

本研究對美國科技信息研究所的科學引文數據 庫（Science Citation Index，SCI）中 的SCI-EXPANDED 庫有關桉樹木材研究的SCI 論文進行分析，主要利用Citespace 可視化分析軟件進行文獻計量學分析，從側面分析國際桉樹木材的研究概況、主要研究力量分布、研究水平和研究熱點及未來發展趨勢，為相關研究提供借鑒和參考。

1 數據來源與研究方法

以SCI-EXPANDED 庫為SCI 論文文獻來源，檢索式為TS =（eucalypt* AND wood），檢索時間范圍為2011—2020年，檢索語種為英語（English），檢索時間為2021年8月20日，文獻檢索類型為論文（Article）和綜述（Review）。

為保證SCI 論文文獻數據的準確性，進一步排除重復文獻，除去會議論文和其他數據資料等，最終獲得2 842 篇文獻，包括研究論文2 741 篇和綜述101 篇。從文獻年度分布、學科主題分布、主要研究結構分布及研究熱點和趨勢等方面進行詳細的分析并進行綜述。

該研究主要采用科睿唯安（Clarivate Analytics）公司的Web of Science（WOS）數據庫自帶的分析功能、Citespace 可視化分析軟件（V5．8．R3(64-bit)）、中國科學院文獻計量在線分析平臺Bibliometric（https://bibliometric．com）及統計分析軟件Origin Pro 2021（9．8．0．200，64-bit）對數據進行處理。

2 結果與分析

2．1年度分布

由于SCI 數據庫收錄文獻受出版物上傳影響，存在一定滯后性，故檢索時間截至2020年12月31日。2011 — 2020年，10年間總體產出論文2 842篇，共有109 個國家和地區產出了論文成果。桉樹木材研究一直是科研工作者研究的熱門課題。2011— 2020年，每年論文數量均超過200 篇，呈增加趨勢，從2011年的207 篇增至2019年的367 篇（圖1）。

圖1 2011—2020年桉樹木材研究論文出版年度數量分布Fig.1 Annual distribution of eucalypt wood research publications published from 2011 to 2020

2．2 國家和地區分布

根據WOS數據庫統計，發表有關桉樹木材研究的SCI 論文數量位列前20 的主要國家和地區有巴西、澳大利亞和中國等（圖2）。其中，巴西發表的SCI 論文數量最多（840 篇），占總相關文獻的29．56%；其次為澳大利亞（365篇）、中國（354篇）、美國（311 篇）、西班牙（269 篇）和葡萄牙（213 篇），這6個國家的論文發表數量遠高于其他國家，說明這6個國家在桉樹木材研究方面具有較強的實力。

圖2 2011—2020年桉樹木材研究論文國家和地區分布（前20）Fig.2 National and regional distributions of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020(Top 20)

2．3 學科分布

以WOS學科類別分類方法為依托，對檢索所得文獻進行分類，論文數量在200 篇以上的學科分別為林學（Forestry）、材料科學：紙與木材（Materials science: paper & wood）、能源與燃料（Energy fuels）、化學工程（Engineering chemical）和生物技術和應用微生物學（Biotechnology & applied microbiology）（表1）。涉及林學和材料科學：紙與木材的論文占有絕對優勢，這也是桉樹木材所屬領域所決定的。

表1 2011—2020年桉樹木材研究學科分類（前12）Tab.1 Classification of eucalyptus wood research subjects from 2011 to 2020(Top 12)

2．4 研究機構分布

在WOS發文量位居前10的研究機構中，巴西的維索薩聯邦大學、圣保羅大學和拉夫拉斯聯邦大學位列前3，占比分別為7．21%、5．10%和4．08%；中國的北京林業大學和中國林業科學研究院的發文量位列第4和第9，占比分別為2．67%和2．22%；澳大利亞的墨爾本大學和塔斯馬尼亞大學的發文量位列第5和第6，占比分別為2．57%和2．50%（表2）。該數據表明，中國與澳大利亞有關桉樹木材研究的發文量相當，但與巴西還存在較大差距。

表2 2011—2020年桉樹木材研究發文量前十的機構Tab.2 Top 10 research institutions of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020

2．5 國家間合作關系分析

基于中國科學院文獻計量在線分析平臺Bibliometric，可得到世界各個國家和地區之間的項目合作關系（圖3）。圖中半橢圓面積越大，表示該國與其他國家的合作越多，國家間的連線越粗表示兩個國家間的合作項目越多[8]。2011—2020年間，巴西（BRAZIL）參與的國際合作項目最多，其次是澳大利亞（AUSTRALIA）、中國（CHINA）和美國（USA）。在眾多合作國家中，巴西、澳大利亞和中國與美國之間的合作項目均較多，這反映出美國在桉樹木材研究方面擁有強大的實力。法國、西班牙、智利、葡萄牙、南非和日本等國也比較重視國際項目合作。

圖3 國家間合作關系Fig.3 Cooperations among countries

2．6 期刊和引文分析

基于中國科學院文獻計量在線分析平臺Bibliometric，本研究分析的論文共發表在588 種期刊上；其中Bioresources 的發文量最多（181 篇），占比6．37%，總被引次數排名第1（406次），平均被引次數為2．24；其次為Forest Ecology and Management、Bioresource Technology 和Industrial Crops and Products，總被引次數分別為360、325 和286 次，平均被引次數分別為3．60、4．45和4．03（表3）。平均被引次數最高的是New Phytologist（6．17）。

表3 2011—2020年桉樹木材研究發文量前十的期刊Tab.3 Top 10 journals of eucalypt wood research publications from 2011 to 2020

2．7 研究熱點分析

運用Citespace（V5．8．R3(64-bit)）對關鍵詞進行分析，合并16 個相近詞并刪除21 個無關詞后，得到關鍵詞共現知識圖譜，共有482 個節點，1 847 條連線（圖4）。其中，“eucalyptus wood”和“eucalyptus”的頻次最高，節點最大，分別為733 和579。但是本研究檢索使用的主題詞為“eucalypt*”和“wood”，因此不再討論與此相關的關鍵詞。去除“eucalyptus wood”和“eucalyptus”兩個相關檢索主題詞后，根據關鍵詞和中心性兩項指標選擇排名前20 的關鍵詞進行排序（表4）。

表4 2011—2020年桉樹木材研究高頻關鍵詞分布Tab.4 Distributions of high-frequency keywords of eucalypt wood research from 2011—2020年

圖4 高頻關鍵詞共現網絡圖譜Fig.4 High-frequency keyword co-occurrence network graph

高頻關鍵詞為生物量（Biomass）、生長發育（Growth）、密度（Density）、木質素（Lignin）和纖維素（Cellulose）等，說明這些關鍵詞是有關桉樹木材發展的基礎性研究方向。研究發現，并不是所有的高頻關鍵詞都具有較高的中心性，僅依靠高頻關鍵詞并不能非常精確地確定研究熱點[10]。一般認為，中心性高的關鍵詞（Centrality ≥0．1）常被看作關鍵詞詞頻知識圖譜的拐點，在一定程度上代表本領域的研究熱點。從中心性來說，中心性的值越大，其關鍵詞對網絡的有效支撐性越大。桉樹木材研究領域的熱點包括細胞壁（Cell wall）、赤桉（E. camaldulensis）、平衡（Balance）、管理（Management）、生物炭（Biochar）、變異性（Variability）、高溫分解（Pyrolysis）、熱處理（Heat treatment）、密度（Density）、強度（Strength）、含水率（Moisture content）和木質素含量（Lignin content）等。

2．8 研究前沿趨勢分析

關鍵詞突現指數能夠探測出頻次變化率高的關鍵詞，從而確定研究領域的前沿內容。關鍵詞突現分析可發現在一定時間內受到相關科學界特別關注的關鍵詞，在分析研究前沿、預測研究趨勢和挖掘研究熱點方面有重要價值。本研究通過關鍵詞突現分析得到桉樹木材研究領域中排名前24 位的突現關鍵詞。微纖絲角（Microfibril angle）、糖化（Saccharification）、木材成型（Wood formation）、水分含量（Moisture content）、生物油（Bio oil）和 質量（Quality）反映了桉樹木材研究領域的研究前沿（圖5）。

圖5 2011—2020年桉樹木材研究關鍵詞突現圖譜Fig.5 Keyword emergence of eucalypt wood research from 2011 to 2020

除進行關鍵詞突發性檢測外，還可通過設置適當的閾值得到2011—2020年桉樹木材研究前沿領域的關鍵詞時區分布（TOP N 為30，thresholds 中c、cc 均為7）。時區視圖是從時間跨度上表示知識演進的視圖，展現一個主題或領域的關鍵詞在不同時間段上的分布和變化情況，根據熱點主題的交互關系和演進路徑，可以看到關鍵詞在不同年代的活躍程度，展現各時間段的知識基礎及其對應的研究前沿依序更換、逐漸演進的過程[11]，有助于從時間維度上把握桉樹木材研究領域的熱點主題及其演化過程[12]，有助于捕獲該研究領域的前沿方向。2011—2020年桉樹木材研究領域關鍵詞的連線較緊密（圖6）。桉樹木材物理力學性質（density、quality、performance、mechanical property 和moisture content 等）和化學性質（cellulose、lignin、chemical property/composition/structure、autohydrolysis 和extraction 等）一直是桉樹木材研究領域的熱點主題。右上角顯示的是最新熱點研究關鍵詞構成的研究前沿，可以看出研究前沿與研究熱點之間有千絲萬縷的聯系。這些研究前沿的主題有生物炭（Biochar）、納米復合材料（Nanocomposite）、木質纖維材料（Lignocellulosic material）、耐久性（Durability）、化學變化/結構/性質（Chemical change/structure/property）、木材質量（Wood quality）和熱處理（Heat treatment）等。

3 結論與展望

本研究主要基于Citespace 可視化分析軟件和中國科學院文獻計量在線分析平臺Bibliometric，根據科睿唯安公司的Web of Science 數據庫對桉樹木材研究文獻進行計量分析，從年度分布、國家和地區、學科分類、研究機構、國家間合作關系以及主題分布等方面，分析近十年國際桉樹木材研究的概況及研究熱點和前沿趨勢。

2011 — 2020年，有關桉樹木材研究的論文數量呈增加趨勢，巴西、澳大利亞、中國和美國等國在桉樹木材研究方面具有較強的實力，巴西、澳大利亞、中國和美國等國家參與的國際合作項目最多。

通過關鍵詞共現分析發現，2011 — 2020年桉樹木材研究的熱點主要集中在細胞壁（Cell wall）、赤桉（E. camaldulensis）、平衡（Balance）、管理（Management）、生物炭（Biochar）、變異性（Variability）、高溫分解（Pyrolysis）、熱處理（Heat treatment）、密度（Density）、強度（Strength）、含水率（Moisture content）和木質素含量（Lignin content）等方面。

通過關鍵詞突現及熱點時區圖分析，當前桉樹木材研究的前沿主題包括生物炭（Biochar）、納米復合材料（Nanocomposite）、木質纖維材料（Lignocellulosic material）、耐久性（Durability）、化學變化/結構/性質（Chemical change/structure/property）、木材質量（Wood quality）和熱處理（Heat treatment）等。

基于以上分析，未來桉樹木材的研究可能主要集中在木材的形成與質量（Wood formation and wood quality）、木材結構與材性（Structure and property）、納米復合材料和木質纖維材料（Nanocomposite, lignocellulosic material）和生物炭（Biochar）等方面。

本研究采用主題詞檢索，雖然進行了一些人工篩選，但一些非相關文獻可能為研究結論帶來了一些誤差；通過關鍵詞共現推測目前研究的一些熱點和趨勢，主觀性偏強，研究結論存在一定的局限性。基于此，在未來的研究中，需繼續關注桉樹木材未來的研究發展，跟蹤熱點和預測研究趨勢。